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1、热水网路水力计算与热水网路水力计算与实验实验第九章第九章 热水网路水利计算与实验热水网路水利计算与实验热水网路水力计算主要任务：热水网路水力计算主要任务：1）已知）已知、GR（p）求求；2）已知）已知G、d求求 p；3）已知）已知d、p求求G。热水网路水力计算的基本公式：热水网路水力计算的基本公式：2256.25 10tGRd/Pa m（9-1）式中式中 R每米管长沿程损失（比摩阻），每米管长沿程损失（比摩阻），/Pa m；管段的水流量，管段的水流量，水的密度，水的密度，。tG/t h；d管子的内直径，管子的内直径，m；管道内壁的摩擦阻力系数；管道内壁的摩擦阻力系数；3/kg m230.255
2、.256.88 10tGRKd/Pa m（9-2）0.04780.3810.190.387()tKGdRm（9-3）0.52.6250.125()12.06tRdGK/t h（9-4）其中其中 0.5K mm。当计算时可采用附录当计算时可采用附录9-1，若条件不同时，则有：，若条件不同时，则有：（1）值不同的修正值不同的修正K0.25shshbibibiKRRmRK/Pa m（9-5）（2）不同的修正（不同的修正（Gconst）bishbishvv （9-6）bishbishRR（9-7）,此时：此时：（9-8）（3）Gconst,Rconst0.19bishbishdd当量长度当量长度 dl
3、1.250.259.1dddlKm（9-9）当当 K值不同时，值不同时，dl的修正。的修正。0.25.bish dbi dbi dshKlllKm（9-10）此时，此时，可按管道实际长度可按管道实际长度()dzhPR llRlPa（9-11）在进行估算时，局部阻力的当量长度在进行估算时，局部阻力的当量长度 dll的百分数来计算。的百分数来计算。djla lm （9-12）第二节第二节 热水网络水力计算方法和例题热水网络水力计算方法和例题热水网络水力计算所需资料：热水网络水力计算所需资料：1.网路的平面布置图（平面图上应标明管道所有的附网路的平面布置图（平面图上应标明管道所有的附件和配件）；件和
4、配件）；2.热用户热负荷的大小；热用户热负荷的大小；3.热源的位置以及热媒的计算温度。热源的位置以及热媒的计算温度。热水网路的水力计算方法及步骤：热水网路的水力计算方法及步骤：管段的计算流量就是该管段所负担的各个用户的计算管段的计算流量就是该管段所负担的各个用户的计算流量之和，以此计算流量确定管段的管径和压力损失。流量之和，以此计算流量确定管段的管径和压力损失。1)对只有供暖热负荷的热水供暖系统，用户的计算流量对只有供暖热负荷的热水供暖系统，用户的计算流量可用下式确定：可用下式确定：（9-13）2)对具有多种热源用户的并联闭式热水供热系统，采用对具有多种热源用户的并联闭式热水供热系统，采用按供
5、暖热负荷进行集中质调节时，网路计算管道的设计按供暖热负荷进行集中质调节时，网路计算管道的设计流量应按下式计算：流量应按下式计算：t/h(9-14)1212()()nnnQQGAc t/h1212.12.()ntrzhntrtrQQQGGGGA 2、确定热水网路的主干线及其沿程比摩阻、确定热水网路的主干线及其沿程比摩阻 热水网路水力计算是从主干线开始计算。网路中平均比摩阻最小的热水网路水力计算是从主干线开始计算。网路中平均比摩阻最小的一条管线称为主干线。在一般情况下，热水网路各用户要求预留的作一条管线称为主干线。在一般情况下，热水网路各用户要求预留的作用压差是基本相等的，所以通常从热源到最远用户
6、的管线是主干线。用压差是基本相等的，所以通常从热源到最远用户的管线是主干线。在一般情况下，热水网路主干线的设计平均比摩阻可取在一般情况下，热水网路主干线的设计平均比摩阻可取4080Pa/m。3、根据网路主干线各段的计算流量和初步选用的平均比摩阻、根据网路主干线各段的计算流量和初步选用的平均比摩阻R值，利值，利用附录用附录9-1的水力计算表，确定主干线各管段的标准管径和相应的实的水力计算表，确定主干线各管段的标准管径和相应的实际比摩阻。际比摩阻。4、根据选用的标准管径和管段中局部阻力的形式，查附录、根据选用的标准管径和管段中局部阻力的形式，查附录9-2，确定，确定各管段局部阻力的当量长度的总和，
7、以及管段的折算长度。各管段局部阻力的当量长度的总和，以及管段的折算长度。5、根据管段的折算长度以及由附录、根据管段的折算长度以及由附录9-1查到的比摩阻，利用式（查到的比摩阻，利用式（9-11），计算主干线各管段的总压降。），计算主干线各管段的总压降。6、进行热水网路支干线、支线等水力计算。、进行热水网路支干线、支线等水力计算。例题例题9-1某厂区热水供热系统，网路的计算供水温度某厂区热水供热系统，网路的计算供水温度=130，计算回水温度，计算回水温度=70。用户。用户P、F、D的设计的设计热负荷分别为：热负荷分别为：3.518、2.513和和5.025GJ/h。热用户内部阻力损失为热用户内部
8、阻力损失为 Pa。试进行改热水网路的水。试进行改热水网路的水力计算力计算(见图见图9-2)。第三节第三节 水压图的基本概念水压图的基本概念 水力计算只能确定热水水力计算只能确定热水管道中各管段的压力损失管道中各管段的压力损失（压差）值，但不能确定（压差）值，但不能确定热水管道上各点的压力热水管道上各点的压力（压头）值。通过绘制水（压头）值。通过绘制水压图的方法，可以清晰地压图的方法，可以清晰地表示出热水管路中各点的表示出热水管路中各点的压力。总水头线与测压管压力。总水头线与测压管水头线：图水头线：图9-3在利用水压图分析热水供热系统中管路的水力工况时，在利用水压图分析热水供热系统中管路的水力工
9、况时，应注意以下几点：应注意以下几点：1.利用水压曲线，可以确定管道中任何一点的压力（压头）值。管道利用水压曲线，可以确定管道中任何一点的压力（压头）值。管道中任意点的压头就是等于该点测压管水头高度和该点所处的位置标中任意点的压头就是等于该点测压管水头高度和该点所处的位置标高之间的高差（高之间的高差（mH2O）。如）。如1点的水头就等于点的水头就等于 mH2O。2.利用水压曲线，可表示出各管段的压力值。由于热水网路管道中利用水压曲线，可表示出各管段的压力值。由于热水网路管道中各处的流速差别不大，因而可以认为：管道中任意两点的测压管水各处的流速差别不大，因而可以认为：管道中任意两点的测压管水头高
10、度之差就等于水流过该两点之间的管道压力损失值。头高度之差就等于水流过该两点之间的管道压力损失值。3.根据水压曲线的坡度，可以确定管段的单位管长的平均压降的大小。根据水压曲线的坡度，可以确定管段的单位管长的平均压降的大小。水压曲线越陡，管段的单位管长的平均压降就越大。水压曲线越陡，管段的单位管长的平均压降就越大。4.由于热水管路系统是一个水力连通器，因此只要已知或固定管路上由于热水管路系统是一个水力连通器，因此只要已知或固定管路上任意一点的压力，则管路中其它各点的压力也就已知或固定了。任意一点的压力，则管路中其它各点的压力也就已知或固定了。从图分析可见，当膨胀水箱的安装高度超过用户系统从图分析可
11、见，当膨胀水箱的安装高度超过用户系统的充水高度，而膨胀水箱的膨胀管又连接在靠近循环水泵的充水高度，而膨胀水箱的膨胀管又连接在靠近循环水泵进口侧时，就可以保证整个系统，无论在运行或停运时，进口侧时，就可以保证整个系统，无论在运行或停运时，各点的压力都超过大气压力。这样系统中不会出现负压，各点的压力都超过大气压力。这样系统中不会出现负压，以致引起热水汽化或吸入空气等，从而保证系统可靠地运以致引起热水汽化或吸入空气等，从而保证系统可靠地运行。行。在机械循环热水供暖系统中，膨胀水箱不仅起着容纳在机械循环热水供暖系统中，膨胀水箱不仅起着容纳系统水膨胀体积之用，还起着对系统定压作用。系统水膨胀体积之用，还
12、起着对系统定压作用。注意：热水供热系统水压曲线的位置，取决于定压装置对注意：热水供热系统水压曲线的位置，取决于定压装置对系统施加压力的大小和定压点的位置。采用膨胀水箱定压系统施加压力的大小和定压点的位置。采用膨胀水箱定压的系统各点压力，取决于膨胀水箱安装高度和膨胀管与系的系统各点压力，取决于膨胀水箱安装高度和膨胀管与系统的连接位置。统的连接位置。图图9-4 室内热水供暖系统的水压图室内热水供暖系统的水压图图图9-5 膨胀水箱连接在热水供暖系统供水干管上膨胀水箱连接在热水供暖系统供水干管上 的水压图的水压图 如供暖系统水平供水干管过长，阻力损失较大，如供暖系统水平供水干管过长，阻力损失较大，则有
13、可能在干管上出现负压。则有可能在干管上出现负压。在机械循环热水供暖系统中，应将膨胀水箱的膨胀在机械循环热水供暖系统中，应将膨胀水箱的膨胀管连接在循环水泵吸入口侧的回水干管上。管连接在循环水泵吸入口侧的回水干管上。第四节第四节 热水网路的水压图热水网路的水压图 通过绘制热水网路的水压图，用以全面地反映热网和个热用户通过绘制热水网路的水压图，用以全面地反映热网和个热用户的压力状况，并确保使它实现的技术措施。水压图是热水网路设计和的压力状况，并确保使它实现的技术措施。水压图是热水网路设计和运行的重要工具。运行的重要工具。一、热水网路压力状况的基本技术要求一、热水网路压力状况的基本技术要求 1、在与热
14、水网路直接连接的用户系统内，压力不应超过该用户系统用、在与热水网路直接连接的用户系统内，压力不应超过该用户系统用热设备及其管道构件的承压能力。热设备及其管道构件的承压能力。2、在高温水网路和用户系统内，水温超过、在高温水网路和用户系统内，水温超过100的地点，热媒压力应的地点，热媒压力应不低于该水温下的汽化压力。不同水温下的汽化压力简表不低于该水温下的汽化压力。不同水温下的汽化压力简表9-4。从运行安全角度考虑，从运行安全角度考虑，热网规范热网规范规定，除上述要求规定，除上述要求外还应留有外还应留有30-50kPa的富裕压力。的富裕压力。3、与热水网路直接连接的用户系统，无论在网路循环、与热水
15、网路直接连接的用户系统，无论在网路循环水泵运转或停止工作时，其用户系统会水管出口处压力，水泵运转或停止工作时，其用户系统会水管出口处压力，必须高于用户系统地充水高度，以防止系统倒空吸入空必须高于用户系统地充水高度，以防止系统倒空吸入空气，破坏正常运行和腐蚀管道。气，破坏正常运行和腐蚀管道。4、网路回水管内任何一点的压力，都应比大气压力至、网路回水管内任何一点的压力，都应比大气压力至少高出少高出5mH2O,一面吸入空气。一面吸入空气。5、在热水网路的热力站或用户引入口处，供、回水管、在热水网路的热力站或用户引入口处，供、回水管的资用压差，应满足热力站或用户所需的作用压头。的资用压差，应满足热力站
16、或用户所需的作用压头。二、绘制热水网路水压图的步骤和方法二、绘制热水网路水压图的步骤和方法 1、以往路循环水泵的中心线的高度（或其他方便的高度）、以往路循环水泵的中心线的高度（或其他方便的高度）为基准面，为基准面，在纵坐标上按一定比例尺作出标高的刻度（如在纵坐标上按一定比例尺作出标高的刻度（如图图9-6上的上的o-y）。沿基准面在横坐标上按一定比例的比例）。沿基准面在横坐标上按一定比例的比例尺作出距离的刻度（如图尺作出距离的刻度（如图9-6上的上的o-x）。）。2、选定静水压曲线的位置。静水压曲线是网路循环水泵停、选定静水压曲线的位置。静水压曲线是网路循环水泵停止工作时，网路上各点的测压水头的连接线。它是一条水止工作时，网路上各点的测压水头的连接线。它是一条水平的直线。静水压曲线的高度必须满足下列条件。平的直线。静水压曲线的高度必须满足下列条件。1）与热水网路直接连接的供暖用户系统内，底层散热器所）与热水网路直接连接的供暖用户系统内，底层散热器所承受的静水压力应不超过散热器的承压能力。承受的静水压力应不超过散热器的承压能力。2）热水网路及与它直接连接的用户系统内，不出现汽化或）热水网路
